CONTROLADORES PROGRAMABLES

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CONTROLADORES PROGRAMABLES Introducción En los sistemas de control discreto realizados con relés se tenía una lógica de control fija, alambrada en un panel. Hoy en día, mediante los controladores programables, se consigue una lógica de control configurable por programa que es fácil de modificar. Los primeros controladores programables fueron introducidos a partir del año 1969, en los cuales las funciones de relé fueron reemplazadas por una lógica de estado sólido, manteniendo la notación lógica de diagrama de escalera, usada para especificar y documentar lógica de relés. Estos primeros controladores operaban en base a un programa fijo, definido por las conexiones entre dispositivos. El problema de los relés era que cuando los requerimientos de producción cambiaban también lo hacía el sistema de control. Esto comenzó a resultar bastante caro cuando los cambios fueron frecuentes. Dado que los relés son dispositivos mecánicos y poseen una vida limitada se requería una estricta manutención planificada. Por otra parte, a veces se debían realizar conexiones entre cientos o miles de relés, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseño y mantenimiento. Los "nuevos controladores" debían ser fácilmente programables por ingenieros de planta o personal de mantenimiento. El tiempo de vida debía ser largo y los cambios en el programa tenían que realizarse de forma sencilla. Finalmente se imponía que trabajaran sin problemas en entornos industriales adversos. La

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Controladores, todo PLC

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  • CONTROLADORES PROGRAMABLES

    Introduccin

    En los sistemas de control discreto realizados con rels se tena una lgica de

    control fija, alambrada en un panel. Hoy en da, mediante los controladores

    programables, se consigue una lgica de control configurable por programa que es

    fcil de modificar.

    Los primeros controladores programables fueron introducidos a partir del ao

    1969, en los cuales las funciones de rel fueron reemplazadas por una lgica

    de estado slido, manteniendo la notacin lgica de diagrama de escalera, usada

    para especificar y documentar lgica de rels. Estos primeros controladores

    operaban en base a un programa fijo, definido por las conexiones entre

    dispositivos.

    El problema de los rels era que cuando los requerimientos

    de produccin cambiaban tambin lo haca el sistema de control. Esto comenz a

    resultar bastante caro cuando los cambios fueron frecuentes. Dado que los rels

    son dispositivos mecnicos y poseen una vida limitada se requera una estricta

    manutencin planificada.

    Por otra parte, a veces se deban realizar conexiones entre cientos o miles de

    rels, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseo y mantenimiento.

    Los "nuevos controladores" deban ser fcilmente programables por ingenieros de

    planta o personal de mantenimiento. El tiempo de vida deba ser largo y los

    cambios en el programa tenan que realizarse de forma sencilla. Finalmente se

    impona que trabajaran sin problemas en entornos industriales adversos. La

  • solucin fue el empleo de una tcnica de programacin familiar y reemplazar los

    rels mecnicos por rels de estado slido.

    Los 90 han mostrado una gradual reduccin en el nmero de nuevos protocolos, y

    en la modernizacin de las capas fsicas de los protocolos ms populares que

    sobrevivieron a los 80. El ltimo estndar (IEC 1131-3) intenta unificar el sistema

    de programacin de todos los PLC en un nico estndar internacional.

    Ahora disponemos de PLC's que pueden ser programados en diagramas de

    bloques, lista de instrucciones, C y texto estructurado al mismo tiempo.

    CAPTULO I

    Aspectos generales

    HISTORIA DEL PLC

    Su historia se remonta a finales de la dcada de 1960 cuando la industria busc en

    las nuevas tecnologas electrnicas una solucin ms eficiente para reemplazar los

    sistemas de control basados en circuitos elctricos con rels, interruptores y otros

    componentes comnmente utilizados para el control de los sistemas de lgica

    combinacional.

    Los PLC's se introdujeron por primera vez en la industria en 1960

    aproximadamente. La razn principal de tal hecho fue la necesidad de eliminar el

    gran costo que se produca al reemplazar el complejo sistema de control basado

    en rels y contactores.

    Bedford Associates propuso algo denominado Controlador Digital Modular

    (MODICON, MOdular DIgital CONtroler) a un gran fabricante de coches. Otras

    compaas propusieron a la vez esquemas basados en ordenador, uno de cuales

    estaba basado en el PDP-8. El MODICON 084 result ser el primer PLC del mundo

    en ser producido comercialmente.

  • Los PLC fueron inventados en respuesta a las necesidades de la automatizacin de

    la industria automotriz norteamericana por el ingeniero Estadounidense Dick

    Morley. Antes de los PLC, el control, la secuenciacin, y la lgica para

    la manufactura de automviles era realizada utilizando rels, contadores, y

    controladores dedicados.

    El proceso para actualizar dichas instalaciones en la industria ao tras ao era muy

    costoso y consuma mucho tiempo, y los sistemas basados en rels tenan que ser

    recableados por electricistas especializados. En 1968 GM Hydramatic (la divisin de

    transmisiones automticas de General Motors) ofert un concurso para una

    propuesta del reemplazo electrnico de los sistemas cableados.

    La propuesta ganadora vino de Bedford Associates de Boston, Masachusets. El

    primer PLC, fue designado 084, debido a que fue el proyecto ochenta y cuatro de

    Bedford Associates. Bedford Associates creo una nueva compaa dedicada

    al desarrollo, manufactura, venta y servicio para este nuevo producto: Modicon

    (MOdular DIgital CONtroller o Controlador Digital Modular).

    Una de las personas que trabajo en ese proyecto fue Dick Morley, el que es

    considerado como "padre" del PLC. La marca Modicon fue vendida en 1977 a

    Gould Electronics, y posteriormente adquirida por la compaa Alemana AEG y ms

    tarde por Schneider Electric, el actual dueo.

    PARTE # 2

    Uno de los primeros modelos 084 que se construyeron se encuentra mostrado en

    la sede de Modicon en el Norte de Andover, Masachusets. Fue regalado a Modicon

    por GM, cuando la unidad fue retirada tras casi veinte aos

    de servicio ininterrumpido.

  • La industria automotriz es todava una de las ms grandes usuarias de PLC, y

    Modicon todava numera algunos de sus modelos de controladores con la

    terminacin ochenta y cuatro. Los PLC son utilizados en muchas

    diferentes industrias y mquinas tales como mquinas de empaquetado y

    de semiconductores.

    Algunas marcas con alto prestigio son ABB Ltd., Koyo, Honeywell, Siemens, Trend

    Controls, Schneider Electric, Omron, Rockwell (Allen-Bradley), General Electric, fraz

    max, Tesco Controls, Panasonic (Matsushita), Mitsubishi e Isi Matrix machines.

    Tambien existe un rango de PLCs fabricados para aplicaciones en automotores,

    embarcaciones, ambulancias y sistemas moviles para el mercado internacional de

    SCM International,Inc.

    Hoy en da, los PLC no slo controlan la lgica de funcionamiento de

    mquinas, plantas y procesos industriales, sino que tambin pueden

    realizar operaciones aritmticas, manejar seales analgicas para

    realizar estrategias de control, tales como controladores proporcional integral

    derivativo (PID).

    Los PLC actuales pueden comunicarse con otros controladores

    y computadoras en redes de rea local, y son una parte fundamental de los

    modernos sistemas de control distribuido.

    Existen varios lenguajes de programacin, tradicionalmente los ms utilizados son

    el diagrama de escalera (Lenguaje Ladder), preferido por los electricistas, lista de

    instrucciones y programacin por estados, aunque se han incorporado lenguajes

    ms intuitivos que permiten implementar algoritmos complejos mediante

    simples diagramas de flujo ms fciles de interpretar y mantener.

    Un lenguaje ms reciente, preferido por los informticos y electrnicos, es el FBD

    (en ingls Function Block Diagram) que emplea compuertas lgicas y bloques con

    distintas funciones conectados entre s.

  • En la programacin se pueden incluir diferentes tipos de operandos, desde los ms

    simples como lgica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas y

    operadores matemticos, hasta operaciones ms complejas como manejo de

    tablas (recetas), apuntadores, algoritmos PID y funciones

    de comunicacin multiprotocolo que le permitiran interconectarse con otros

    dispositivos.

    CONCEPTO

    El trmino PLC de amplia difusin en el medio significa en ingls, Controlador

    Lgico Programable. Originalmente se denominaban PCs (Programmable

    Controllers), pero con la llegada de las IBM PCs, para evitar confusin se

    emplearon definitivamente las siglas PLC.

    En Europa, el mismo concepto es llamado Autmata Programable.

    La definicin ms apropiada es: Sistema Industrial de Control Automtico

    que trabajo bajo una secuencia almacenada en memoria, de instrucciones lgicas.

    Es un sistema porque contiene todo lo necesario para operar, e industrial por tener

    todos los registros necesarios para operar en los ambientes hostiles encontrados

    en la industria.

    Esta familia de aparatos se distingue de otros controladores automticos en que

    puede ser programado para controlar cualquier tipo de mquina, a diferencia de

    otros muchos que, solamente pueden controlar un tipo especfico de aparato. Un

    programador o Control de Flama de una caldera, es un ejemplo de estos ltimos.

    Adems de poder ser programados, se insiste en el trmino "Control Automtico",

    que corresponde solamente a los aparatos que comparan ciertas seales

    provenientes de la mquina controlada de acuerdo con algunas reglas

    programadas con anterioridad para emitir seales de control para mantener la

    operacin estable de dicha mquina.

  • Las instrucciones almacenadas en memoria permiten modificaciones as como su

    monitoreo externo.

    El desarrollo e introduccin de los rels, hace muchos aos, fue un paso

    gigantesco hacia la automatizacin e incremento de la produccin. La aplicacin de

    los rels hizo posible aadir una serie de lgica a la operacin de las mquinas y

    de esa manera reducir la carga de trabajo en el operador, y en algunos casos

    eliminar la necesidad de operadores humanos.

    Por ejemplo, los rels hicieron posible establecer automticamente una secuencia

    de operaciones, programar tiempos de retardo, conteo de eventos o hacer un

    evento dependiente de que ocurrieran otros.

    Los rels con todas sus ventajas, tienen tambin naturalmente sus desventajas,

    tienen slo un perodo de vida; su naturaleza electromecnica dictamina, que

    despus de un tiempo de uso sern inservibles, sus partes conductores de

    corriente pueden en un momento quemarse o fundirse, desbaratando la lgica

    establecida y requiriendo su reemplazo.

    Tal vez la inconveniencia ms importante de la lgica con rels es su naturaleza

    fija. La lgica de un panel de rels es establecida por los ingenieros de diseo, se

    implementa entonces colocando rels en el panel y se alambra como se prescribe.

    Mientras que la mquina dirigida por el panel de rels contina llevando a cabo los

    mismos pasos en la misma secuencia, todo est perfecto, pero cuando existe un re

    diseo en el producto o un cambio de produccin en las operaciones de esa

    mquina o en su secuencia, la lgica del panel debe ser re diseada.

    Si el cambio es lo suficientemente grande, una opcin ms econmica puede ser

    desechar el panel actual y construir uno nuevo.

    Este fue el problema encarado por los productores de automviles a mediados de

    los setenta.

  • A lo largo de los aos se haban altamente automatizado las operaciones de

    produccin mediante el uso de los rels, cada vez que se necesitaba un cambio, se

    inverta en l una gran cantidad de trabajo, tiempo y material, sin tomar en cuenta

    la gran cantidad de tiempo de produccin perdido.

    La computadora ya exista en esos tiempos y se les dio la idea a los fabricantes de

    que la clase de control que ellos necesitaban podra ser llevado a cabo con algo

    similar a la computadora. Las computadoras en s mismas, no eran deseables para

    esta aplicacin por un buen nmero de razones.

    La comunidad electrnica estaba frente a un gran reto: disear un artefacto que,

    como una computadora, pudiese efectuar el control y pudiese fcilmente ser re

    programada, pero adecuado para el ambiente industrial.

    El reto fue enfrentado y alrededor de 1969, se entreg el primer controlador

    programable en las plantas ensambladoras de automviles de Detroit, Estados

    Unidos.

    ESTRUCTURA DEL PLC

    Un Controlador Lgico Programable es un dispositivo usado para controlar. Este

    control se realiza sobre la base de una lgica, definida a travs de un programa.

  • Un controlador lgico programable est constituido por un conjunto

    de tarjetas o circuitos impresos, sobre los cuales estn ubicados componentes

    electrnicos.

    El controlador Programable tiene la estructura tpica de muchos sistemas

    programables, como por ejemplo una microcomputadora.

    La estructura bsica del hardware de un consolador Programable propiamente

    dicho est constituido por:

    a. Fuente de alimentacin

    b. Unidad de procesamiento central (CPU)

    c. Mdulos de interfaces de entradas/salidas (E/S)

    d. Modulo de memorias

    e. Unidad de programacin

  • En algunos casos cuando el trabajo que debe realizar el controlador es ms

    exigente, se incluyen Mdulos Inteligentes.

    A. Fuente De Alimentacin

    La funcin de la fuente de alimentacin en un controlador, es suministrar la

    energa ala CPU y dems tarjetas segn la configuracin del PLC.

    + 5 V para alimentar a todas las tarjetas

    + 5.2 V para alimentar al programador

    + 24 V para los canales de lazo de corriente 20 mA.

    B. Unidad De Procesamiento Central (C.P.U.)

    Es la parte ms compleja e imprescindible del controlador programable, que en

    otros trminos podra considerarse el cerebro del controlador.

    La unidad central est diseada a base de microprocesadores y memorias;

    contiene una unidad de control, la memoria interna del programador RAM,

    temporizadores, contadores, memorias internas tipo

    rel, imgenes del proceso entradas/salidas, etc. Su misin es leer los estados de

    las seales de las entradas, ejecutar el programa de control y gobernar las salidas,

    el procesamiento es permanente y a gran velocidad.

    C. Mdulos o Interfaces DE Entrada y Salida (E/S)

    Son los que proporciona el vnculo entre la CPU del controlador y los dispositivos

    de campo del sistema. A travs de ellos se origina el intercambio de informacin ya

    sea para la adquisicin de datos o la del mando para el control de maquinas del

    proceso.

    Tipos de Mdulos de Entrada y Salida

  • Debido a que existen gran variedad de dispositivos exteriores (captadores,

    actuadores), encontramos diferentes tipos de mdulos de entrada y salidas, cada

    uno de los cuales sirve para manejar cierto tipo de seal (discreta o anloga) a

    determinado valor de tensin o de corriente en DC o AC.

    Mdulos de entradas discretas

    Mdulos de salidas discretas

    Mdulos de entrada analgica

    Mdulos de salida analgica

    D. Mdulos de Memorias

    Son dispositivos destinados a guardar informacin de manera provisional o

    permanente

    Se cuenta con dos tipos de memorias:

    Voltiles (RAM)

    No voltiles (EPROM y EEPROM)

    E. Unidad de Programacin

    Los terminales de programacin, son el medio de comunicacin entre el hombre y

    la mquina; estos aparatos estn constituidos por teclados y dispositivos de

    visualizacin

    Existen tres tipos de programadores los manuales (Hand Held) tipo de

    calculadora, Los de video tipo (PC), y la (computadora).

    Funcionamiento del CPU

    Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas. A continuacin ejecuta la

    aplicacin empleando el ltimo estado ledo. Una vez completado el programa, la

  • CPU ejecuta tareas internas de diagnstico y comunicacin. Al final del ciclo se

    actualizan las salidas. El tiempo de ciclo depende del tamao del programa, del

    nmero de E/S y de la cantidad de comunicacin requerida.

    Las ventajas en el uso del PLC comparado con sistemas basados en rel o sistemas

    electromecnicos son:

    Flexibilidad: Posibilidad de reemplazar la lgica cableada de un tablero o

    de un circuito impreso de un sistema electrnico, mediante un programa

    que corre en un PLC.

    Tiempo: Ahorro de tiempo de trabajo en las conexiones a realizar, en la

    puesta en marcha y en el ajuste del sistema.

    Cambios: Facilidad para realizar cambios durante la operacin del sistema.

    Confiabilidad

    Espacio

    Modularidad

    Estandarizacin

  • PARTES DE UN PLC

    Cada Controlador Lgico Programable se compone de dos partes bsicas:

    Seccin operativa (SO)

    Seccin de comando (SC)

    SECCION OPERATIVA (SO).

    Es la que opera la materia prima y el producto en general. Se compone de:

    Los medios y herramientas necesarias para transformar la materia prima, por

    ejemplo: bombas, utensilios, taladros, etc.

    Los accionadores destinados a mover y poner en funcionamiento estos medios, por

    ejemplo:

    Motores elctricos para accionar una bomba.

    Gatos hidrulicos para cerrar una vlvula.

    Gatos neumticos para taladrar un cabezal de perforacin.

    SECCION DE COMANDO (SC)

    Es la que emite las rdenes hacia la seccin operativa (SO) y recoge las seales de

    retorno para sus acciones. Cada vez ms, la seccin de comando (SC) se basa

    en tcnicas de lgica programada. Como parte central de la secci6n de comando

    (SC) est el tratamiento, que conste en la unin de tres dilogos:

    1. El Dilogo con la Mquina:

    Consiste en el comando de los accionadores, (motores, gatos) a travs de los pre-

    accionadores (contadores, distribuidores, variadores), y de la adquisicin de las

    seales de la retroalimentacin provenientes de los sensores que dependen de

    la evolucin del proceso.

  • 2. El Dilogo Hombre-Mquina:

    Para manejar, regular, calibrar la mquina, el personal introduce

    mensajes y comandos y recoge informaciones del autmata.

    3. El Dilogo con otras Mquinas:

    Varias mquinas pueden operar en una misma produccin. Su coordinacin est

    asegurada por el dilogo entre las secciones de comando.

    COMPONENTES

    A. Entradas

    Constituyen la etapa de entrada del PLC. Desde la parte externa del PLC lucen

    como una bornera donde se deben colocar los cables con las seales que

    provienen de los transductores, pero internamente estn conformadas por circuitos

    electrnicos que acoplan esas seales a las especificaciones de seales que el PLC

    puede manipular.

    Segn la naturaleza de la seal que se recibe de los transductores, las entradas se

    clasifican en:

    i. Entradas digitales

    Estas entradas se disean para recibir seales cuantizadas de los sensores de

    campo. Dichas seales varan slo entre dos estados. El PLC codifica estas seales

    segn su amplitud en: 1 lgico para el valor de amplitud mayor, y 0 lgico para el

    nivel de amplitud menor. Los niveles de amplitud que el PLC entender son

    definidos por el fabricante. Este tipo de seales generalmente provienen de

    transductores como: interruptores, botoneras, sensores de fin de carrera, etc.

    ii. Entradas analgicas

    Son las que reciben seales analgicas de los transductores de campo. Estas

    seales generalmente provienen de sensores que miden el valor instantneo de

  • una variable fsica. Ejemplos de este tipo de seales son: la salida de una

    tacomtrica, de un fotosensor o de un sensor de nivel. El valor de la seal

    analgica se transforma en una seal digital de tal forma que el procesador la

    pueda manipular. Un aspecto importante de esta transformacin es la resolucin

    con que se realiza en el interior del PLC. Por resolucin se entender la

    cantidad valores cuantizados disponibles para representar una seal analgica.

    Por ejemplo, si se tiene slo dos valores cuantizados para representar una seal

    que vara de 0 a 5 V, se dice que se tiene una resolucin de dos. La resolucin

    depende de las caractersticas de la entrada.

    La cantidad de valores cuantizados es igual a 2n, con n el nmero de bits

    del registro donde se almacena la variable digital que resulta de la transformacin.

    Generalmente, en los controladores ms sofisticados, se asocia un registro de 16

    bits a cada una de las entradas analgicas, con lo que se tiene una resolucin de

    216.

    Segn el tipo de seal elctrica que reciban, las entradas tambin se clasifican en:

    de corriente y de voltaje. A las entradas est asignado un espacio de memoria del

    PLC llamado imagen de entradas, el cual contiene la informacin de todas las

    entradas en todo momento.

    B. Salidas

    Internamente son circuitos electrnicos que realizan el acople entre las seales

    digitales utilizadas por el PLC y las seales analgicas o cuantizadas que utilizan los

    actuadores. Externamente lucen como una bornera donde se realizan las

    conexiones entre el PLC y los actuadores.

    Las salidas se clasifican, al igual que en el caso de las entradas, en digitales y

    analgicas. Las salidas digitales se aplican a actuadores como bobinas de

    contactores, electrovlvulas, etc.

  • Existen salidas digitales: de voltaje y de rel. Las salidas de voltaje asignan una

    magnitud de voltaje, que depende del fabricante, al estado 1 lgico y de 0 V al

    estado 0 lgico. Las salidas de rel consisten en un contacto seco que se cierra en

    el estado1 y se abre en el estado 0.

    En el caso de salidas analgicas, los valores de salida estn generalmente entre 0

    Vdc a 10 Vdc para las salidas de voltaje y de 4 mA a 10 mA para las de corriente,

    aunque estos valores varan segn el fabricante. Estas seales comandan

    actuadores como vlvulas solenoides, servomotores, etc.

    A las salidas se les asigna un espacio de memoria del PLC llamado imagen de

    salida, el cual contiene la informacin de todas las salidas en todo momento.

    C. Unidad central de proceso

    CPU por sus siglas en ingls. Es el elemento principal de procesamiento del PLC.

    Una vez digitalizadas, las seales de entrada son pasadas al CPU, el cual les aplica

    el algoritmo de control para generar las salidas. El algoritmo de control est

    almacenado en la memoria interna del PLC en forma de un programa, el cual es

    creado y almacenado por el usuario. Adems de ejecutar el programa, el CPU

    realiza acciones como verificacin del sistema, actualizacin de las imgenes de

    entrada y salida y la medicin del tiempo de ejecucin del programa.

    D. Memoria del PLC

    Es el lugar fsico donde residen el sistema operativo, el programa, los datos de

    ejecucin y las imgenes de entrada y salida. El sistema operativo es un programa

    que utiliza el PLC para iniciar su operacin y realizar las configuraciones propias de

    su funcionamiento.

    La memoria del PLC se clasifica en diferentes clases dependiendo de su modo de

    acceso y volatibilidad.

  • EEPROM: es una memoria de slo lectura que puede ser escrita por

    medios electrnicos.

    No necesita de una fuente de poder para mantener sus datos. Por su caracterstica

    no voltil, se utiliza para guardar datos esenciales, tal como el sistema operativo y

    el programa.

    RAM: es una memoria reescribible de acceso aleatorio que se utiliza para

    guardar los datos generados mientras se ejecuta el programa. Es voltil, por

    lo que los datos almacenados se pierden si se le suspende la alimentacin.

    E. Fuente de poder:

    Es el elemento que brinda la alimentacin a todos los componentes del PLC.

    Generalmente los componentes funcionan a bajos voltajes de corriente continua.

    La fuente realiza la transformacin de los voltajes corriente alterna de las lneas

    de potencia a esos niveles corriente continua.

    CAPTULO II

    Controlador lgico programable

    DEFINICION DE CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE

    De acuerdo con la definicin de la "Nema" (National Electrical Manufacturers

    Association) un controlador programable es: "Un aparato electrnico operado

    digitalmente, que usa una memoria programable para el almacenamiento interno

    de instrucciones para implementar funciones especficas, tales como lgica,

    secuenciacin, registro y control de tiempos, conteo y operaciones aritmticas para

    controlar, a travs de mdulos de entrada/salida digitales (ON/OFF) o analgicos

    (1 5 VDC, 4 20 mA, etc.), varios tipos de mquinas o procesos.

  • Configuraciones destacadas del PLC

    FIXED

  • MODULAR

  • Mdulo De Entrada

  • Mdulo De Salida

  • Secuencia de operaciones en un PLC.

    i. Al encender el procesador, este efecta un autochequeo de encendido e

    inhabilita las salidas. Entra en modo de operacin normal.

    ii. Lee el estado de las entradas y las almacena en una zona especial de

    memoria llamada tabla de imagen de entradas.

    iii. En base a su programa de control, el PLC modifica una zona especial de

    memoria llamada tabla de imagen de salida.

    iv. El procesador actualiza el estado de las salidas "copiando" hacia los

    mdulos de salida el estado de la tabla de imagen de salidas (estas

    controlan el estado de los mdulos de salida del PLC, relay, triacs, etc.).

    v. Vuelve paso b)

    A cada ciclo de ejecucin de esta lgica se le denomina ciclo de barrido

    (scan) que generalmente se divide en:

    I/O scan

    Program Scan

    En la actualidad estamos habituados a compartir nuestra vida con unas mquinas

    llamadas ordenadores.

  • El autmata tambin llamado PLC o dispositivo lgico programable podemos

    definirlo como un ordenador especializado en la automatizacin de procesos ya

    sean estos industriales, domsticos, miliatres y otros.

    Como los ordenadores, el PLC, va a constar de dos partes fundamentales:

    -Hardware: es la parte fsica o tangible del ordenador y del autmata.

    -Software: es la parte que no es tangible; es el programa o programas que hacen

    que el ordenador o el autmata hagan un trabajo determinado.

    DESCRIPCION FISICA DE UN PLC

    La imagen muestra la arquitectura interna de un PLC, ya teniendo el concepto de

    todo su esquema externo, ahora profundizaremos las caractersticas del interior de

    un PLC:

    Memoria Programable

    En esta parte se encuentra las instrucciones para la secuencia de control lgico.

    Memoria De Datos

    En esta parte se ubican las condiciones de los cambios, interbloqueo, valores

    pasados de datos y otros datos de trabajo.

    Procesador Central

  • En esta parte se encuentra la lgica que ser manipulada por los software de la

    Unidad de Programacin, aqu se encuentra el lenguaje ensamblador del PLC.

    Circuito De Entrada

    En esta parte se encuentran los equipos de entradas como:

    Botoneras

    Selectores

    Interruptor de Lmite

    Interruptor de Nivel

    Sensores Fotoelctricos

    Sensores de Proximidad

    Contactores de Arrancador de Motor.

    Circuito De Salida

    En esta parte se encuentran los equipos de salidas como:

    Vlvulas

    Arrancador de Motor

    Solenoides

    Alarmas

    Luces

    Ventiladores

    Bocinas

    Puerta De Comunicaciones

  • Es la parte que enlaza con la PC, para poder editar, monitorear la secuencia lgica

    del PLC.

    La siguiente imagen muestra el esquema al detalle de todas lo que conforma un

    PLC internamente:

    La siguiente imagen muestra el esquema al detalle del lado izquierdo que

    conforma un PLC internamente:

  • La siguiente imagen muestra el esquema al detalle del lado derecho que conforma

    un PLC internamente:

    HARDWARE PLC

    El hardware del autmata, al ser bsicamente un ordenador, podemos dividirlo de

    la siguiente forma:

  • La Fuente de Alimentacin, provee a suministrar lo que necesitan los

    circuitos electrnicos del autmata para poder funcionar.

    La CPU o Unidad de Control de Proceso, en la que va alojado

    el microprocesador que es el cerebro del sistema, junto con los dispositivos

    necesarios para que ste realice su funcin; las tarjetas de memoria, el

    reloj, las VIAS (Integrados que ayudan al microprocesador en sus tareas de

    comunicacin con otros dispositivos).

    Las tarjetas de entradas/salidas o tarjetas I/O, en las que otros circuitos

    integrados se encargan de que el microprocesador sea capaz de

    comunicarse con otros dispositivos, ya sean estos otros microprocesadores,

    un teclado, una pantalla, etc.

    Debajo del bastidor central, junto en la parte inferior, existen unos ventiladores

    que tiene por misin refrigerar todos los elementos que componen el PLC, ya que

    tanto la Fuente de Alimentacin como la CPU pueden alcanzar temperaturas

    peligrosas para la circuitera de uno y otro componente; un fallo en dichos

    ventiladores provocar una alarma que nos saldr por pantalla

    e impresora ("Avera ventiladores PLC").

    Pero si peligrosa es la temperatura, no es mensaje peligroso el polvo y las

    partculas en suspensin que hay en el aire como con los ventiladores, estamos

    provocando una corriente de aire forzada que recorre las distintas tarjetas para

    evitar la entrada de partculas en suspensin en dichos elementos, entre los

    ventiladores y el PLC, se han instalado unos filtros que es conveniente revisar y

    cambiar de vez en cuando. Tengamos en cuenta que un filtro tupido impide,

    tambin, el paso por lo que los ventiladores no cumplirn perfectamente su misin

    y podemos provocar sobretemperatura sobre todo en la Fuente de Alimentacion o

    en la CAPU.

  • Si examinamos la configuracin del hardware de uno de los autmatas, la

    disposicin fsica de los elementos sera la siguiente:

    En el bastidor o rack central tenemos situada a la izquierda la fuente de

    alimentacin (F.A). En la parte superior de esta tarjeta tenemos una especie de

    trampilla que nos permite acceder a la batera de la fuente de alimentacin. Esta

    batera es del tipo recargable y tiene una duracin determinada por lo que en caso

    de fallo (indicado por el led BATT LOW) es necesaria su sustitucin. La misin

    fundamental de esta batera est en que la CPU conserve datos como son el

    programa, la hora y la fecha, datos que almacena en una memoria RAM (La

    memoria RAM es una memoria que tiene la particularidad de perder todo lo que

    tiene almacenado cuando pierde la alimentacin).

  • Debajo del led de la batera tenemos un conmutador de RESET que nos sirve para

    reinicializar el equipo cuando, por ejemplo, hemos cambiado la batera. Tanto la

    operacin de cambio de batera como el reseteo del equipo se deben hacer cuando

    el autmata no est atendiendo a operaciones fundamentales de la instalacin

    (arranque, parada, grupo en marcha).

    Debajo del conmutador de reset tenemos tres leds que nos indican, cuando estn

    encendidos, que las distintas tensiones de alimentacin son correctas.

  • Debajo de los tres leds est el interruptor de encendido, el selector de voltaje y las

    bornas de conexin de la alimentacin de la fuente.

    Al lado de la F.A. est situada la CPU, en la parte superior de esta tarjeta tenemos

    una ranura en la que se inserta la memoria EPROM. Este tipo de memoria tiene la

    particularidad de que mantiene la informacin aunque no est alimentada. En esta

    tarjeta, que normalmente debe estar extrada, est grabado el programa que va a

    ejecutar el PLC; nos va a servir para recargar el programa en el PLC si, por

    cualquier motivo, ste se borrase de la memoria RAM.

    La memoria RAM es un tipo de memoria que se caracteriza por su extremada

    rapidez, en ella podemos leer y escribir cuantas veces queramos; su nica pega es

    que pierde todo su contenido si le quitamos la alimentacin. El microprocesador

    del PLC utiliza esta memoria para escribir los datos (estado de las entradas,

    rdenes de salida, resultados intermedios, otros) y recurre a ella para leer el

    programa. No se utiliza otro tipo de memoria (la EPROM, por ejemplo) porque,

    aunque tienen la ventaja de no perder los datos cuando no tienen alimentacin,

    son memorias ms lentas y que requieren procesos ms complicados para su

    borrado y regrabacin: otra de las ventajas de la memoria RAM es que no

  • necesitamos borrar los datos que contiene, escribimos directamente los nuevos

    datos sobre los que ya tiene grabados.

    Inmediatamente debajo tenemos un conmutador con las indicaciones RN-ST. Si el

    conmutador est hacia la posicin RN, el PLC ejecuta el programa que tiene

    grabado (Como se dice: "El programa est corriendo"). Si el conmutador se pone

    hacia la posicin ST (Stop), el programa se detiene en la instruccin que est

    ejecutando en ese momento el autmata.

    Debajo del conmutador RN-ST, la CPU dispone de dos leds que nos indican,

    cuando estn encendidos, si el autmata est corriendo el programa (RN) o si bien

    el programa se ha detenido (ST).

    Debajo de los dos leds de funcionamiento, existen otros tres leds con las

    indicaciones: OV, ZV y BA. Estos tres leds nos indican s la CPU ha detectado algn

    error interno.

    Por debajo de los leds existe un conmutador con las indicaciones NR-RE-OR, que

    debemos mantener siempre hacia la posicin NR.

    En la parte inferior izquierda de la CPU existe un conector cuya finalidad es

    enganchar en l una maleta de programacin o un PC con los que varia el

    programa, introducir un nuevo programa, visualizar el funcionamiento del

    programa, etc.

    A la derecha de la CPU est instalada la tarjeta de comunicaciones (CP), esta

    tarjeta sirve para comunicar el autmata, a travs de una red (SINEC L-2), con:

    Los otros autmatas existentes de la instalacin.

    El ordenador que sirve para la comunicacin con el operador (SCADA)

    El sistema de telemando (telem) para que en el despacho reciban las

    distintas seales y desde el despacho se transmitan las rdenes hacia los

    elementos de la instalacin.

  • A continuacin de la CP estn instaladas 6 tarjetas de entradas digitales (ED),

    estas tarjetas tienen una serie de lmparas que nos indican el estado de la entrada

    (Si la entrada est activada el led est encendido, si no lo est el led est

    apagado).

    Con el fin de proveer un aislamiento galvnico del PLC con campo (La instalacin),

    las tarjetas de entradas digitales no se conectan directamente a los elementos de

    campo; los elementos de campo no se conectan a unas bornas rel (BE) situadas

    en la parte posterior de los armarios, de los contactos libres de potencial de estas

    bornas rel se toman las seales que entran en las tarjetas.

    Solo en algunos casos especficos las seales de campos llegan directamente a las

    tarjetas de entradas digitales.

    Estas tarjetas, como indica su nombre, slo trabajan con seales digitales, las

    seales digitales solo admiten dos estados:

    o Ausencia de tensin, contactos abierto

    Presencia de tensin, contacto cerrado.

  • Para acceder a las bornas de la tarjeta abrimos la tapa en la que est situada la

    cartula con las distintas seales.

    En la parte derecha del bastidor central est situada la tarjeta de expansin (306),

    la misin de esta tarjeta es permitir conectar ms tarjetas de entradas o salidas a

    travs de un nuevo bastidor de ampliacin (situado en este caso en la parte

    superior del bastidor central). Este nuevo bastidor se comunicar con el bastidor

    central a travs de una nueva tarjeta de expansin.

    En el bastidor de ampliacin, a la izquierda de la tarjeta de expansin, tenemos

    instaladas tres nuevas tarjetas de entradas digitales a las que le siguen tres

    tarjetas de salidas digitales (SD).

    Como vemos en el dibujo el aspecto de estas tarjetas es muy parecido a las de

    entradas digitales, estas tarjetas van a servir, por un lado para que el autmata

    transmita las rdenes a los distintos rganos de la instalacin (Vlvulas, motores,

    etc.) y por otro, para que se enciendan las lmparas de funcionamiento y/o avera

    situadas en el armario PSM.

    Las tarjetas de salidas digitales, como las de entradas digitales, estn aisladas

    galvnicamente de campo a travs de unas bornas rel (BS). Estas bornas estn

    situadas en la parte posterior de los armarios.

    A las tarjetas de salidas digitales les sigue una tarjeta de entradas analgicas (EA).

    Una seal analgica es aquella que es variable en el tiempo (El ejemplo ms tpico

    que se suele poner es el caso de una corriente alterna). En el caso de nuestros

    autmatas a travs de esta tarjeta se introducen datos que sirven, solamente, para

    la informacin del operador (Potencia activa de los grupos, potencia reactiva, nivel

    de la cmara de carga).

    SOFTWARE PLC

  • Para examinar el software que tiene introducido el PLC debemos recurrir como ya

    se ha dicho, a conectar una maleta de programacin o un PC (Con un programa

    adecuado) al PLC.

    Otra manera de examinar el programa es a travs de la documentacin que nos

    entrega la casa que hizo la programacin. Como n es el objetivo de este curso

    profundizar en os mtodos de programacin y tratamiento de todas las seales, en

    este apartado nos referiremos nica y exclusivamente al tratamiento de las seales

    digitales que es el proceso que nos servir para determinar las distintas averas.

    Si queremos entender algo del programa, tenemos que tener claros una serie de

    conceptos bsicos que explicamos a continuacin:

    Operando:

    Es un elemento de entrada o salida con el que vamos a trabajar en el programa,

    existen los siguientes tipos de operandos:

    Entradas:

    Son las distintas entradas digitales que llegan al autmata. Estas entradas van

    agrupadas en grupos de ocho entradas (Un byte). Los bytes van numerados de

    forma correlativa atendiendo a su posicin en los bastidores. Como

    en informtica siempre se empieza contando por el cero, el primer byte (El

    correspondiente a la parte superior de la tarjeta ED ms prxima a la CPU)

    correspondera a las ocho primeras entradas de esta tarjeta. Cada entrada a su vez

    ir numerada correlativamente de 0 a 7. Las entradas en el programa van

    numeradas con la letra E seguida del numero de byte y separado por un punto, va

    el numero de la entrada.

    Por ejemplo:

    E0.0 Sincronizador en prueba

  • E0.1 Sincronizador en manual

    .....

    E0.6 E0.6 (no est conectada)

    E0.7 E0.7 (no est conectada)

    E1.0 Proteccin diferencial alternador

    ...

    E29.2 Atagua socaz abierta

    Salidas

    Son las diferentes salidas digitales. Su numeracin sigue el mismo criterio que las

    entradas, la nica diferencia estriba en que el numero de las salidas comienza con

    la letra A y la numeracin del byte empieza en el numero 36. Por ejemplo:

    A36.0 Seal bomba principal aceiteturbina

    A36.1 Seal socorro aceite turbina

    ...

    A39.2 Salida seal grupo parado

    Marcas

    Son resultados intermedios del programa que los podemos utilizar como entradas

    o como salidas. Se numeran con los mismos criterios que las entradas y salidas

    empezando por el byte 0 y anteponiendo la letra M. Por ejemplo:

  • M0.0 Siempre cero

    M0.1 Siempre uno

    M0.2 Necesidad de bocina

    ...

    M2.6 Preparado drenaje

    ...

    Nemnico

    Es un smbolo (abreviatura) que utiliza el programador para facilitarle la tarea en la

    programacin ya que, dependiendo del lenguaje de programacin, se le puede

    permitir utilizar slo las numeraciones de las entradas, salidas y marcas o bien se

    le puede permitir el empleo de los nemnicos que, para l, son ms fciles de

    recordar. Veamos unos ejemplos:

    Operando Nemnico Comentario

    E0.0 Sinprueb Sincronizador en prueba

    E4.5 ACTPalta Acumulador

    turbina presinalta

    A36.0 S_BAT1 Bomba principal aceite turbina

    A36.4 S_VAG Vlvula agua general abrir

    M0.2 Bocina Necesidad de bocina

    M2.0 P_frenado Preparado frenado

  • Mdulo de programa

    Podemos definirlo como una hoja en blanco donde el programador puede escribir

    datos, rdenes, funciones, etc. Tenemos cuatro tipos de mdulos:

    - DB: Son mdulos que contienen datos- FB: mdulos que contienen funciones-

    OB: mdulos que sirven para organizar otros mdulos- PB: mdulos que

    contienen las rdenes

    De todos los mdulos los que ms nos interesan a nosotros son los mdulos PB ya

    que en estos tenemos las distintas secuencias que realiza el programa.

    - Segmento: si el mdulo de programacin lo definamos como una hoja, el

    segmento equivaldra a una lnea dentro de la hoja, es decir, dentro del mdulo.

    - Constantes: Especifican el formato de los datos, aunque para nosotros carecen

    de mayor importancia, las enumeramos porque vamos a encontrar alguna en los

    esquemas que pretendemos interpretar (como la KT). Tenemos las siguientes

    constantes:

    - KC: Constante en caracteres ASCII- KF: Constante en nmero natural sin coma-

    KG: Constante en nmero natural con coma- KH: Constante en hexadecimal-

    KM: Constante en binario- KT: Constante de temporizacin- KZ: Constante de

    contador

    Operadores

    Son las funciones (operaciones) que el autmata puede realizar y que nosotros

    podemos utilizar en el programa. Destacamos, a continuacin, las funciones que se

    utilizan en los programas:

    Puerta Y

    Realiza la funcin lgica denominada "AND", o producto lgico; esta funcin activa

    su salida cuando todas sus entradas estn activadas; equivale pues, a tantos

  • contactos en serie como entradas tenemos. Su smbolo, y circuito equivalente, son

    los siguientes:

    Puerta O

    Realiza la suma lgica o funcin "OR"; en esta funcin basta que una de las

    entradas est activada para que la salida est activada. Equivale a tantos

    contactos en paralelo como entradas dispone la funcin. Su smbolo, y circuito

    equivalente, es:

    Temporizador

    La nica funcin de temporizacin que utilizamos en los programas es la de un

    temporizado a la conexin. Este temporizado se caracteriza porque cuando la

    entrada [T!] se pone a [1], el autmata empieza a contar el tiempo que se fija en

  • la entrada [TW]. Para determinar el tiempo que se ha fijado en esta entrada

    pasemos a explicar cmo se interpreta el valor de la constante KT; la constante KT

    tiene el siguiente formato:

    KT, como ya se ha dicho, es el nombre de la constante (es obligatorio ponerlo con

    el fin de que el programa sepa qu tipo de constante tiene en esta entrada).

    El valor es el nmero de pulsos que tiene que contar, este valor no puede superar

    las tres cifras

    La retcula indica el tamao de los pulsos que se van a contar, puede adquirir los

    siguientes valores:

    0 = Centsimas de segundo

    1 = Dcimas de segundo

    2 = Segundos

    3 = Intervalos de 10 segundos

    Veamos unos ejemplos:

    Un temporizado que tiene una constante de tiempo de KT 5.3, activar si salida

    [Q] transcurridos 50 segundos (5 valor x 10 seg. retcula). Un temporizado con

    constante de tiempo KT 12.2 activar su salida transcurridos 12 segundos (12

    valor x 1 seg. retcula). El smbolo del temporizador lo vemos a continuacin:

  • Las salidas [DU] y [DE] no se utilizan. La entrada [R] pone a cero el

    temporizado.

    Bscula RS

    Esta bscula es un multivibrador biestable del tipo RS, este multivibrador se

    caracteriza porque si activamos su entrada de Set [S], la salida se pone en estado

    alto ([1]), la salida permanece en este estado hasta que se active la entrada de

    Reset [R] aunque la entrada de Set se vuelva al estado bajo.

    Lo mismo ocurre con la entrada de Reset [R], la salida permanecer en estado

    bajo ([0]) hasta que se active la entrada de set, aunque la entrada de Reset haya

    pasado a estado bajo. Su smbolo es el siguiente:

    Salidas

    Las salidas se van a utilizar cuando queremos generar el final de un segmento con

    alguna de las funciones lgicas AND u OR, ya que a estas funciones no le podemos

    asignar nemnico (s lo podemos hacer con los temporizados y con las bsculas,

    en stos el nombre del nemnico se pone en la parte superior sustituyendo al

    nombre de la funcin).

    Las salidas pueden referirse directamente a una de las bornas de las tarjetas de

    salidas o bien ser marcas internas que luego utilizaremos en el programa. Su

    smbolo es un cajetn con un signo igual dentro.

    VENTAJAS Y DESVENTAJAS

  • Las condiciones favorables son las siguientes:

    a) Menor tiempo empleado en la elaboracin de proyectos debido a que:

    No es necesario dibujar el esquema de contactos.

    No es necesario simplificar las ecuaciones lgicas, ya que, por lo general, la

    capacidad de almacenamiento del modulo de memoria es lo suficientemente

    grande.

    La lista de materiales queda sensiblemente reducida y al elaborar

    el presupuesto correspondiente eliminaremos parte del problema que

    supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega,

    etc.

    b) Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y aadir

    aparatos.

    c) Mnimo espacio de ocupacin

    d) Menor coste de mano de obra de la instalacin

    e) Economa de mantenimiento. Adems de aumentar la fiabilidad del

    sistema, al eliminar contactos mviles, los mismo autmatas pueden

    detectar e indicar averas.

    f) Posibilidad de gobernar varias maquinas con un mismo autmata.

    g) Menor tiempo para la puesta de funcionamiento del proceso al quedar

    reducido el tiempo de cableado.

    h) Si por alguna razn la maquina queda fuera de servicio, el autmata til

    para otra mquina o sistema de produccin.

    Las condiciones desfavorables son las siguientes:

  • a) Hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a unos de los

    tcnicos de tal sentido, pero hoy en da ese inconveniente est solucionado

    porque las universidades y/o institutos superiores ya se encargan de

    dicho adiestramiento.

    b) El costo inicial que puede o no ser un inconveniente, segn las

    caractersticas del automatismo en cuestin. Dado que el PLC cubre

    ventajosamente en amplio espacio entre la lgica cableada y el

    microprocesador es preciso que el proyectista lo conozca tanto en

    su actitud como en sus limitaciones. Por tanto, aunque el coste inicial debe

    ser tenido en cuenta a la hora de decidirnos por uno u otro sistema,

    conviene analizar todos los dems factores para asegurarnos una decisin

    acertada.

    CLASIFICACION DEL PLC

    Debido a la gran variedad de tipos distintos de PLC, tanto en sus funciones, en su

    capacidad, en su aspecto fsico y otros, es que es posible clasificar los distintos

    tipos en varias categoras.

    PLC tipo Nano:

    Generalmente PLC de tipo compacto (Fuente, CPU e I/O integradas) que puede

    manejar un conjunto reducido de I/O, generalmente en un nmero inferior a 100.

    Permiten manejar entradas y salidas digitales y algunos mdulos especiales.

    PLC tipo Compactos:

    Estos PLC tienen incorporado la Fuente de Alimentacin, su CPU y mdulos de I/O

    en un solo mdulo principal y permiten manejar desde unas pocas I/O hasta varios

    cientos ( alrededor de 500 I/O ) , su tamao es superior a los Nano PLC y soportan

    una gran variedad de mdulos especiales, tales como:

    Entradas y salidas anlogas

  • Mdulos contadores rpidos

    Mdulos de comunicaciones

    Interfaces de operador

    Expansiones de i/o

    PLC tipo Modular:

    Estos PLC se componen de un conjunto de elementos que conforman el

    controlador final, estos son:

    Rack

    Fuente de Alimentacin

    CPU

    Mdulos de I/O

    De estos tipos existen desde los denominados MicroPLC que soportan gran

    cantidad de I/O, hasta los PLC de grandes prestaciones que permiten manejar

    miles de I/O.

    CAPTULO III

    Funcionamiento del PLC

    CICLO DE OPERACIN DEL PROCESADOR

    Para realizar las operaciones o instrucciones un microprocesador necesita

    sincronizar todas sus seales internas y externas y disponer, por tanto, de un

    patrn de tiempo. Es lo que se denomina: Reloj del microprocesador o Ciclo de

    Operacin del Microprocesador.

  • El reloj del microprocesador est constituido por un oscilador electrnico, en

    el caso del microprocesador que mencionaremos de 2.4 GHz, entrega dos

    mil millones y medio de impulsos por segundo

    El microprocesador utiliza un nmero determinado de estos impulsos para

    cada operacin o instruccin.

    Se denomina Ciclo de instruccin al tiempo durante el cual el

    microprocesador ejecuta una instruccin completa.

    El ciclo de instruccin se subdivide a su vez, en ciclos de mquina. Un ciclo

    de mquina es el tiempo durante el cual el microprocesador realiza una

    operacin elemental. Cada ciclo de mquina emplea varios ciclos (impulsos)

    de reloj.

    Es posible calcular el tiempo de ejecucin de una determinada operacin, siempre

    que se conozca el nmero de ciclos de reloj que emplea cada una de sus

    instrucciones.

    Por lo tanto no se puede decir en cunto tiempo se ejecuta una instruccin de un

    microprocesador de 2.4 GHz, porque depende de la instruccin que se d en un

    determinado microprocesador es (en un determinado microprocesador una misma

    instruccin puede requerir ms o menos ciclos que en otro microprocesador).

    3.1.1 QUE ES EL TIEMPO SCAN

    Un PLC tiene un funcionamiento, salvo en el proceso inicial que sigue a un RESET,

    de tipo secuencial y cclico, es decir, las operaciones tienen lugar una tras otra, y

    se va repitiendo continuamente mientras el PLC se mantenga energizado.

    A este proceso se le conoce como el "SCAN" del PLC y es un parmetro de

    especificacin importante en un PLC, ya que nos da una idea de la rapidez de

    operacin del PLC.

  • El tiempo de un "scan" es definido como el tiempo que se toma para ejecutar los 3

    pasos que se listaran a continuacin.

    El tiempo requerido para realizar un SCAN puede oscilar entre 1 y 100

    milisegundos y depende de:

    El nmero de entradas y salidas involucradas.

    La longitud del programa del usuario.

    El nmero y tipo de perifricos conectados al autmata

    El SCAN se da en trmino de milisegundos por cada mil instrucciones (mseg/K).

    Paso 1: Verificar el paso de las entradas

    El PLC primero le echa un "vistazo" a cada una de las entradas para

    determinar si estn activadas o desactivadas.

    En otras palabras, el PLC pregunta, Estar el sensor conectado en la

    primera entrada accionado? Cmo est el de la segunda entrada? Y el

    tercero...? y as sucesivamente

    Guarda estos datos en su memoria para ser usado durante la siguiente

    etapa.

    Paso 2: Ejecucin del Programa

    Despus, el PLC ejecuta su programa una instruccin a la vez.

    Posiblemente su programa diga que si la primera entrada est activada

    entonces que se accione la primera salida.

  • Ya que, desde la etapa anterior, ste ya sabe que entradas estn

    accionadas o apagadas, ser capaz de decidir si la primera salida tendra

    que prender basndose en el estado de la primera entrada.

    Este guardar los resultados de la ejecucin para ser usados ms tarde en

    la siguiente etapa.

    Paso 3: Actualizacin del estatus de la salida

    Finalmente el PLC actualiza el status de las salidas. Las actualiza de acuerdo

    a que entradas estuvieron activadas durante el primer paso y los resultados

    de la ejecucin de su programa durante el segundo paso.

    De acuerdo al ejemplo del paso 2 ahora prendera la primera salida ya que

    la primera entrada estuvo accionada y su programa dijo, prender la primera

    salida cuando esta condicin sea verdadera.

    Despus del tercer paso el PLC retorna al paso 1 y repite los pasos

    continuamente.

  • FUNCIONAMIENTO DEL PLC

    El funcionamiento del autmata es, salvo el proceso inicial que sigue a un Reset,

    de tipo secuencial y cclico, es decir, las operaciones tienen lugar una tras otra, y

    se van repitiendo continuamente mientras el autmata est bajo tensin.

    La figura muestra esquemticamente la secuencia de operaciones que ejecuta el

    autmata, siendo las operaciones del ciclo de operacin las que se repiten

    indefinidamente.

  • El ciclo de funcionamiento se divide en dos partes como se puede observar en el

    esquema de diagrama de la figura llamados Proceso Inicial y Ciclo de Operacin.

    Proceso Inicial

    Como se muestra en la figura, antes de entrar en el ciclo de operacin el autmata

    realiza una serie de acciones comunes, que tratan fundamentalmente de inicializar

    los estados del mismo y chequear el hardware. Estas rutinas de chequeo, incluidas

    en el programa monitor ROM, comprueban:

    El bus de conexiones de las unidades de E/S.

    El nivel de la batera, si esta existe.

    La conexin de las memorias internas del sistema.

    El mdulo de memoria exterior conectado, si existe.

  • Si se encontrara algn error en el chequeo, se activara el LED de error y

    quedara registrado el cdigo del error.

    Comprobadas las conexiones, se inicializan las variables internas:

    Se ponen a OFF las posiciones de memoria interna (excepto las

    mantenidas o protegidas contra perdidas de tensin)

    Se borran todas las posiciones de memoria imagen E/S.

    Se borran todos los contadores y temporizadores (excepto los mantenidos o

    protegidos contra perdidas de tensin).

    Transcurrido el Proceso Inicial y si no han aparecido errores el autmata entra en

    el Ciclo de Operacin.

    Ciclo De Operacin

    Este ciclo puede considerarse dividido en tres bloques tal y como se puede

    observar en la figura dichos bloques son:

    Proceso Comn

    Ejecucin del programa

    Servicio a perifricos

    Proceso comn:

    En este primer bloque se realizan los chequeos cclicos de conexiones y de

    memoria de programa, protegiendo el sistema contra:

    Errores de hardware (conexiones E/S, ausencia de memoria de programa,

    etc.).

    Errores de sintaxis (programa imposible de ejecutar).

    El chequeo cclico de conexiones comprueba los siguientes puntos:

  • Niveles de tensin de alimentacin.

    Estado de la batera si existe.

    Buses de conexin con las interfaces.

    El chequeo de la memoria de programa comprueba la integridad de la misma y los

    posibles errores de sintaxis y gramtica:

    Mantenimiento de los datos, comprobados en el "checksum".

    Existencia de la instruccin END de fin de programa.

    Estructura de saltos y anidamiento de bloque correctas.

    Cdigos de instrucciones correctas.

    Ejecucin Del Programa

    En este segundo bloque se consultan los estados de las entradas y de las salidas y

    se elaboran las rdenes de mando o de salida a partir de ellos.

    El tiempo de ejecucin de este bloque de operaciones es la suma del:

    Tiempo de acceso a interfaces de E/S.

    Tiempo de escrutacin de programa

    Y a su vez esto depende, respectivamente de:

    Nmero y ubicacin de las interfaces de E/S.

    Longitud del programa y tipo de CPU que lo procesa.

    FUNCIONES ADICIONALES DEL PLC

    Autochequeo de Fallas: en cada ciclo de scan, el PLC efecta un

    Chequeo del funcionamiento del sistema reportando el resultado en Bits

    internos que pueden ser accesados por el programa del usuario.

  • Inicializaciones: cada tipo de partida de un microprocesador tambin

    es reportada en bits internos de la memoria de PLC.

    Salvaguarda de Estados: Es posible indicar al PLC estado deseado

    de algunas salidas o variables internas en caso de falla o falta

    de energa en el equipo. Esto es esencial cuando se requiere proteger

    algunos externos de salida.

    Modularidad: Gracias a la utilizacin de Microprocesadores, es posible

    expandir los sistemas a travs de mdulos de expansin de acuerdo al

    crecimiento del sistema. Es posible expandirse en Entradas y Salidas

    digitales, anlogas, etc., como as tambin en unidades remotas y de

    comunicacin.

    DIRECCIONAMIENTO DE ENTRADAS Y SALIDAS

    Como existen gran cantidad de I/O y estas pueden estar alojadas en diferentes

    mdulos, nace la necesidad de indicarle a la CPU, mediante nuestro programa, la

    referencia exacta de la entrada o salida con la que queremos interactuar. Al

    mecanismo de identificacin de I/O en los PLC se le denomina direccionamiento de

    entradas y salidas. El direccionamiento de I/O varia de marca en marca, inclusive

    de modelo en modelo en los PLC, pero generalmente, la mayora de los fabricantes

    adopta una terminologa que tiene relacin con la ubicacin fsica de la I/O.

    Veamos algunos ejemplos:

    Direccionamiento PLC Nano Telemecanique

    Direccionamiento PLC TSX-17 Telemecanique

    Direccionamiento PLC TSX-37 Telemecanique

    Direccionamiento PLC Mitsubishi

    Direccionamiento PLC A/B SLC-500

  • Direccionamiento De Entradas y Salidas En El PLC-5

    Cada uno de los slots del chasis es un grupo. En cada grupo puede haber un

    mximo de 16 entradas y 16 salidas. Se llama Rack a un conjunto de 8 grupos.

    El primer slot, al lado del microprocesador, es el 0 del rack 0, el siguiente el 1 el

    siguiente el 2, as sucesivamente. El rack 0 tiene los slots 0 a 7, lo que hace un

    total de 8.

    En cada slot podemos poner una tarjeta de entradas o salidas. Su direccin est

    formada por tres cifras. La primera es un cero, la segunda es el nombre del rack y

    la tercera el nmero de slot. Los slots 0 y 1 no estn disponibles puesto que se

    encuentra la fuente de alimentacin.

    Si en el slot 2 ponemos una tarjeta de 8 entradas sus direcciones correspondern

    a I: 002. Para distinguir una entrada concreta, por ejemplo la 6 escribiremos I:

    002/6. Si ponemos una tarjeta de salidas en el slot 3 escribiremos O: 003. Si en el

    slot 4 ponemos una tarjeta de 16 entradas, las ocho primeras sern I: 004/00 a I:

    004/7 y las dems sern I: 004/10 a I: 004/17, esto es debido a que el

    direccionamiento se realiza en octal.

    Direccionamiento de entradas y salidas en los SLC.

    En los slc-5/01 y slc-5/02 cada slot puede tener entradas o salidas. Si por ejemplo

    se pone una tarjeta de 16 salidas en el slot 3, la direccin del bit ser O: 3/15 o

    tambin O:3.0/15 Si la tarjeta tiene ms de 16 bits ocupar ms de una palabra. Si

    en el slot 2 ponemos una tarjeta con 32 bits de entrada, el bit 15 se direccionar

    con I: 2.0/15, el bit 16 como I: 2.1/0 y el bit 31 con I:2.1/15.

    En los SLC-500 las entradas y salidas compactas estn en el rack 0, la direccin de

    la salida 7, por ejemplo ser O: 0/7. Si adems, aadimos ms tarjetas, estas se

    direccionarn como en los SLC modulares.

    Aqu algunos grficos que nos permitir entender mejor su aplicacin

  • Relacin entre un Terminal de E/S y su ubicacin en la memoria del

    procesador.

  • CAPITULO IV

    Programacin en PLC

    4.1. PROGRAMACION EN PLC

    Los primeros PLC, en la primera mitad de los 80, eran programados usando

    sistemas de programacin propietarios o terminales de programacin

    especializados, que a menudo tenan teclas de funciones dedicadas que

    representaban los elementos lgicos de los programas de PLC. Los programas eran

    guardados en cintas. Ms recientemente, los programas PLC son escritos en

    aplicaciones especiales en un ordenador, y luego son descargados directamente

    mediante un cable o una red al PLC. Los PLC viejos usan una memoria no voltil

  • (magnetic core memory) pero ahora los programas son guardados en una RAM

    con batera propia o en otros sistemas de memoria no voltil como las

    memoria flash.

    Los primeros PLC fueron diseados para ser usados por electricistas que podan

    aprender a programar los PLC en el trabajo. Estos PLC eran programados con

    "lgica de escalera"("ladder logic"). Los PLC modernos pueden ser programados de

    muchas formas, desde la lgica de escalera hasta lenguajes de

    programacin tradicionales como el BASIC o C. Otro mtodo es usar la Lgica de

    Estados (State Logic), un lenguaje de programacin de alto nivel diseado para

    programas PLC basndose en los diagramas de transicin de estados.

    4.2. ESTANDAR IEC 61131-3

    Recientemente, el estndar internacional IEC 61131-3 se est volviendo muy

    popular. IEC 61131-3 define los elementos comunes entre los lenguajes de

    programacin, asi como tambin define cuatro lenguajes de programacin para

    los sistemas de control programables.

    4.2.1. ELEMENTOS COMUNES

    Tipos de datos

    Dentro de los elementos comunes, se definen los tipos de datos. Los tipos de

    datos previenen de errores en una fase inicial, como por ejemplo la divisin de un

    dato tipo fecha por un nmero entero. Los tipos comunes de datos son: variables

    booleanas, nmero entero, nmero real, byte y palabra, pero tambin fechas,

    horas del da y cadenas (strings).

    Basado en estos tipos de datos, el usuario puede definir sus propios tipos de

    datos, conocidos como tipos de datos derivados. De este modo, se puede definir

    por ejemplo un canal de entrada analgica como un tipo de dato.

    Variables

  • Las variables permiten identificar los objetos de datos cuyos contenidos pueden

    cambiar, por ejemplo, los datos asociados a entradas, salidas o a la memoria del

    autmata programable. Una variable se puede declarar como uno de los tipos de

    datos elementales definidos o como uno de los tipos de datos derivados. De este

    modo se crea un alto nivel de independencia con el hardware, favoreciendo la

    reusabilidad del software.

    La extensin de las variables est normalmente limitada a la unidad

    de organizacin en la cual han sido declaradas como locales. Esto significa que sus

    nombres pueden ser reutilizados en otras partes sin conflictos, eliminando una

    frecuente fuente de errores. Si las variables deben tener una extensin global, han

    de ser declaradas como globales utilizando la palabra reservada VAR_GLOBAL.

    Pueden ser asignados parmetros y valores iniciales que se restablecen al inicio,

    para obtener la configuracin inicial correcta.

    Configuracin, recursos y tareas

    Para entender sto mejor, vamos a ver el modelo de software, que define IEC

    61131-3 (ver figura 2).

    Al ms alto nivel, el elemento software requerido para solucionar un problema de

    control particular puede ser formulado como una configuracin. Una configuracin

    es especfica para un tipo de sistema de control, incluyendo las caractersticas del

    hardware: procesadores, direccionamiento de la memoria para los canales de I/O y

    otras capacidades del sistema.

  • Dentro de una configuracin, se pueden definir uno o ms recursos. Se puede

    entender el recurso como un procesador capaz de ejecutar programas IEC.

    Con un recurso, pueden estar definidas una o ms tareas. Las tareas controlan la

    ejecucin de un conjunto de programas y/o bloques de funcin. Cada una de ellos

    puede ser ejecutado peridicamente o por una seal de disparo especificada, como

    el cambio de estado de una variable.

    Los programas estn diseados a partir de un diferente nmero de elementos de

    software, escrito en algunos de los distintos lenguajes definidos en IEC 61131-3.

    Tpicamente, un programa es una interaccin de Funciones y Bloques

    Funcionales, con capacidad para intercambiar datos. Funciones y bloques

    funcionales son las partes bsicas de construccin de un programa, que contienen

    una declaracin de datos y variables y un conjunto de instrucciones..

    Comparado esto con un PLC convencional, ste contiene un solo recurso,

    ejecutando una tarea que controla un nico programa de manera cclica. IEC

    61131-3 incluye la posibilidad de disponer de estructuras ms complejas. El futuro

    que incluye multi-procesamiento y gestin de programas por eventos Y no est

    muy lejos!, observar simplemente las caractersticas de los sistemas distribuidos o

    los sistemas de control de tiempo real. IEC 61131-3 est disponible para un amplio

    rango de aplicaciones, sin tener que conocer otros lenguajes de programacin

    adicionales.

    Unidades de Organizacin de Programa

    Dentro de IEC 1131-3, los programas, bloques Funcionales y funciones se

    denominan Unidades de Organizacin de Programas, POUs.

    Funciones

    IEC 61131-3 especifica funciones estndar y funciones definidas por usuario. Las

    funciones estndar son por ejemplo ADD (suma), ABS (valor absoluto), SQRT (raz

  • cuadrada), SIN (seno), y COS (coseno). Las funciones definidas por usuario, una

    vez implementadas pueden ser usadas indefinidamente en cualquier POU.

    Las funciones no pueden contener ninguna informacin de estado interno, es

    decir, que la invocacin de una funcin con los mismos argumentos (parmetros

    de entrada) debe suministrar siempre el mismo valor (salida).

    Bloques Funcionales, FBs

    Los bloques funcionales son los equivalentes de los circuitos integrados, ICs, que

    representan funciones de control especializadas. Los FBs contienen tanto datos

    como instrucciones, y adems pueden guardar los valores de las variables (que es

    una de las diferencias con las funciones). Tienen un interfaz de entradas y salidas

    bien definido y un cdigo interno oculto, como un circuito integrado o una caja

    negra. De este modo, establecen una clara separacin entre los diferentes niveles

    de programadores, o el personal de mantenimiento. Un lazo de control de

    temperatura, PID, es un excelente ejemplo de bloque funcional. Una vez definido,

    puede ser usado una y otra vez, en el mismo programa, en diferentes programas o

    en distintos proyectos. Esto lo hace altamente reutilizable.

    Los bloques funcionales pueden ser escritos por el usuario en alguno de los

    lenguajes de la norma IEC, pero tambin existen FBs estndar (biestables,

    deteccin de flancos, contadores, temporizadores, etc.). Existe la posibilidad de ser

    llamados mltiples veces creando copias del bloque funcional que se

    denominan instancias. Cada instancia llevar asociado un identificador y una

    estructura de datos que contenga sus variables de salida e internas.

    Programas

    Los programas son "un conjunto lgico de todos los elementos y construcciones

    del lenguaje de programacin que son necesarios para el tratamiento de seal

    previsto que se requiere para el control de una mquina o proceso mediante el

    sistema de autmata programable". Un programa puede contener, aparte de la

  • declaracin de tipos de datos, variables y su cdigo interno, distintas instancias de

    funciones y bloques funcionales.

    Grfico Funcional Secuencial (SFC)

    SFC describe grficamente el comportamiento secuencial de un programa de

    control. Esta definicin deriva de las Redes de Petri y Grafcet (IEC 848), con las

    modificaciones adecuadas para convertir las representaciones de una norma de

    documentacin en un conjunto de elementos de control de ejecucin para una

    POU de un autmata programable.

    SFC ayuda a estructurar la organizacin interna de un programa, y a descomponer

    un problema en partes manejables, manteniendo simultneamente una visin

    global. Los elementos del SFC proporcionan un medio para subdividir una POU de

    un autmata programable en un conjunto de etapas y transiciones interconectadas

    por medio de enlaces directos. Cada etapa lleva asociados un conjunto bloques

    de accin y a cada transicin va asociada una condicin de transicin que cuando

    se cumple, causa la desactivacin de la etapa anterior a la transicin y la

    activacin de la siguiente. Los bloques de accin permiten realizar el control del

  • proceso. Cada elemento puede ser programado en alguno de los lenguajes IEC,

    incluyndose el propio SFC. Dado que los elementos del SFC requieren almacenar

    informacin, las nicas POUs que se pueden estructurar utilizando estos

    elementos son los bloques funcionales y los programas.

    Se pueden usar secuencias alternativas y paralelas, comnmente utilizadas en

    muchas aplicaciones. Debido a su estructura general, de sencilla comprensin, SFC

    permite la transmisin de informacin entre distintas personas con distintos niveles

    de preparacin y responsabilidad dentro de la empresa.

    4.2.2. LENGUAJES DE PROGRAMACIN

    Los lenguajes de programacin son necesarios para la comunicacin entre el

    usuario, sea programador u operario de la mquina o proceso donde se encuentre

    el PLC y el PLC. La interaccin que tiene el usuario con el PLC la puede realizar por

    medio de la utilizacin de un cargador de programa tambin reconocida como

    consola de programacin o por medio de un PC.

    En procesos grandes o en ambientes industriales el PLC recibe el nombre tambin

    de API (Autmata Programable Industrial) y utiliza como interfase para el usuario

    pantallas de plasma, pantallas de contacto (touch screen) o sistemas SCADA

    (sistemas para la adquisicin de datos, supervisin, monitoreo y control de los

    procesos).

    4.2.2.1. Clasificacin de los Lenguajes de Programacin

    Los lenguajes de programacin para PLC son de dos tipos, visuales y escritos. Los

    visuales admiten estructurar el programa por medio de smbolos grficos, similares

    a los que se han venido utilizando para describir los sistemas de automatizacin,

    planos esquemticos y diagramas de bloques. Los escritos son listados de

    sentencias que describen las funciones a ejecutar.

    Los programadores de PLC poseen formacin en mltiples disciplinas y esto

    determina que exista diversidad de lenguajes. Los programadores de aplicaciones

  • familiarizados con el rea industrial prefieren lenguajes visuales, por su parte

    quienes tienen formacin en electrnica e informtica optan, inicialmente por los

    lenguajes escritos.

    Literales o Escritos:

    Lista de instrucciones (IL).

    Texto estructurado (ST).

    Visuales o Grficos:

    Diagrama de contactos (LD).

    Diagrama de bloques funcionales (FBD).

    En la figura superior, los cuatro programas describen la misma accin.

    La eleccin del lenguaje de programacin depende de:

    los conocimientos del programador,

    el problema a tratar,

    el nivel de descripcin del proceso,

    la estructura del sistema de control,

  • la coordinacin con otras personas o departamentos.

    Los cuatros lenguajes estn interrelacionados y permiten su empleo para resolver

    conjuntamente un problema comn segn la experiencia del usuario.

    PARTE #3

    a) El Diagrama de contactos (LD): tiene sus orgenes en los Estados

    Unidos. Est basado en la presentacin grfica de la lgica de rels.

    b) Lista de Instrucciones (IL): es el modelo de lenguaje

    ensamblador basado un acumulador simple; procede del alemn

    Anweisungliste, AWL.

    c) Diagramas de Bloques Funcionales (FBD): es muy comn en

    aplicaciones que implican flujo de informacin o datos entre componentes

    de control. Las funciones y bloques funcionales aparecen como circuitos

    integrados y es ampliamente utilizado en Europa. El lenguaje

    d) Texto estructurado (ST): es un lenguaje de alto nivel con orgenes en

    el Ada, Pascal y C; puede ser utilizado para codificar expresiones

    complejas e instrucciones anidadas; este lenguaje dispone

    de estructuras para bucles (REPEAT-UNTIL; WHILE-DO), ejecucin

    condicional (IF-THEN-ELSE; CASE), funciones (SQRT, SIN, etc.).

    4.2.2.2. Niveles de los Lenguajes

    Los lenguajes de programacin de sistemas basados en microprocesadores, como

    es el caso de los PLC, se clasifican en niveles; al microprocesador le corresponde el

    nivel ms bajo, y al usuario el ms alto.

  • Lenguajes de Bajo Nivel

    Lenguaje de Mquina: Cdigo binario encargado de la ejecucin

    del programa directamente en el microprocesador.

    Lenguaje Ensamblador: Lenguaje sinttico de sentencias que

    representan cada una de las instrucciones que puede ejecutar el

    microprocesador. Una vez diseado un programa en lenguaje ensamblador

    es necesario, para cargarlo en el sistema, convertirlo o compilarlo a

    lenguaje de mquina. Los programadores de lenguajes de bajo nivel deben

    estar especializados en microprocesadores y dems circuitos que conforman

    el sistema.

    Lenguajes de Alto Nivel

    Se basan en la construccin de sentencias orientadas a la estructura lgica de lo

    deseado; una sentencia de lenguaje de alto nivel representa varias de bajo; cabe

    la posibilidad que las sentencias de un lenguaje de alto nivel no cubran todas las

    instrucciones del lenguaje de bajo nivel, lo que limita el control sobre la mquina.

  • Para que un lenguaje de alto nivel sea legible por el sistema, debe traducirse a

    lenguaje ensamblador y posteriormente a lenguaje de mquina.

    4.2.2.3. Listado de Lenguajes de Programacin para PLC

    Los fabricantes de PLC han desarrollado una cantidad de lenguajes de

    programacin en mayora de los casos siguiendo normas internacionales, con el fin

    de suplir las necesidades y expectativas de los programadores.

    En la siguiente tabla se presentan lenguajes de uso comn.

    4.3. ELEMENTOS PRINCIPALES PARA PROGRAMAR UN PLC

    Un PLC (Controlador Lgico Programable) en s es una mquina electrnica la cual

    es capaz de controlar mquinas e incluso procesos a travs de entradas y salidas.

    Las entradas y las salidas pueden ser tanto analgicas como digitales.

    Los elementos importantes en un programa para PLC (en este caso utilizaremos

    como base el siemens) al igual que un alambrado lgico con elementos elctricos

    como relevadores son:

    Contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados.

    Bobinas.

    Temporizadores (Timers).

    Contadores.

  • A continuacin se muestran los smbolos de cada elemento a travs de siemens:

    Contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados

    Un contacto es un elemento elctrico el cual su principal y nica funcin es abrir y

    cerrar un circuito elctrico ya sea para impedir el paso de la corriente o permitir el

    paso de la misma. Un contacto es un elemento de entrada. As lo lee el PLC. Las

    entradas se representan por medio de la letra I.

    Cuando un contacto se activa y ste se cierra (contacto normalmente abierto) este

    pasa de un estado lgico 0 a un estado lgico de 1. Cuando un contacto se activa

    y este se abre (contacto normalmente cerrado) este pasa de un estado lgico 1 a

    un estado lgico 0.

    Las bobinas

    Las bobinas no son ms que un arrollamiento de alambres los cuales al aplicarles

    un voltaje estas crearn un fuerte campo magntico. Por lo tanto las bobinas que

    actan en los programas de PLC representan los electroimanes de los relevadores

    elctricos. Las bobinas se consideran como elementos internos del PLC pero estas

    tambin representan salidas.

  • Cuando se representan internamente actan como electroimanes donde su

    principal letra caracterstica son: la M y la V.

    Cuando representan una salida estos se representan especialmente con la letra Q.

    (las salidas ms comunes representan a motores elctricos, solenoides, cilindros

    elctricos entre otras salidas)

    Temporizadores

    El temporizador es un elemento que permite poner cuentas de tiempo con el fin de

    activar bobinas pasado un cierto tiempo desde la activacin. El esquema bsico de

    un temporizador vara de un autmata a otro, pero siempre podemos encontrar

    una serie de seales fundamentales, aunque, eso s, con nomenclaturas

    totalmente distintas.

    Podemos observar, en la figura de la derecha, el esquema de un temporizador, Tii,

    con dos entradas (E y C a la izquierda) y dos salidas (D y R a la derecha con las

    siguientes caractersticas:

    Entrada Enable (E): Tiene que estar activa (a 1 lgico) en todo momento

    durante el intervalo de tiempo, ya que si se desactiva (puesta a cero lgico)

    se interrumpira la cuenta de tibia (puesta a cero temporal).

  • Contadores

    El contador es un elemento capaz de llevar el cmputo de las activaciones de sus

    entradas, por lo que resulta adecuado para memorizar sucesos que no tengan que

    ver con el tiempo pero que se necesiten realizar un determinado nmero de veces.

    En la figura de la derecha puede verse el esquema de un contador, Ci, bastante

    usual, donde pueden distinguirse las siguientes entradas y salidas:

    Entrada RESET (R): Permite poner a cero el contador cada vez que se

    activa. Se suele utilizar al principio de la ejecucin asignndole los bits de

    arranque, de modo que quede a cero cada vez que se arranca el sistema.

    Entrada PRESET (P). Permite poner la cuenta del contador a

    un valor determinado distinto de cero, que previamente se ha programado

    en Cip.

    Entrada UP (U): Cada vez que se activa produce un incremento en una

    unidad de la cuenta que posea en ese momento el contador.

    Entrada DOWN (D): Cada vez que se activa produce un decremento en

    una unidad de la cuenta que posea en ese momento el contador.

    Salida FULL (F): Se activa al producirse un desbordamiento del valor del

    contador contando en sentido ascendente.

    Salida DONE (D): Se activa cuando el valor del contador se iguala al valor

    preestablecido Cip.

  • Salida EMPTY (E): Se activa al producirse un desbordamiento del valor del

    contador contando en sentido descendente.

    FORMAS DE REPRESENTAR UN PROGRAMA PLC

    LISTA DE INTRUCCIONES(AWL)

    Representa el programa de usuario como una sucesin de abreviaturas de

    instrucciones. Es un lenguaje de programacin textual orientado a la mquina.

    ESQUEMA DE CONTACTOS (KOP)

    Este tipo de representacin tambin es conocida como "Diagrama Escalera" o

    "Ladder", las instrucciones son representadas con smbolos elctricos.

    ESQUEMA DE FUNCIONES

    Es un lenguaje de programacin grfico que utiliza los cuadros

    de lgebra booleana para representar la lgica. En FUP se utilizan smbolos

    normalizados para representar las operaciones.

  • CAPTULO V

    Aplicaciones del PLC

    CAMPOS DE APLICACIN DEL PLC

    El PLC por sus especiales caractersticas de diseo tiene un campo de aplicacin

    muy extenso. La constante evolucin del hardware y software ampla

    constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan

    en el espectro de sus posibilidades reales.

    Su utilizacin se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es

    necesario un proceso de maniobra, control, sealizacin, etc., por tanto, su

    aplicacin abarca desde procesos de fabricacin industriales de cualquier tipo a

    transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.

    Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de

    almacenar los programas para su posterior y rpida utilizacin, la modificacin o

    alteracin de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente

    en procesos en que se producen necesidades tales como:

    Espacio reducido.

    Procesos de produccin peridicamente cambiantes.

    Maquinaria de procesos variables.

    Instalacin de procesos complejos y amplios.

    Chequeo de programacin centralizada de las partes del proceso.

  • Su uso se da en:

    Maniobra de mquinas

    Maquinaria industrial de plstico

    Mquinas transfer

    Maquinaria de embalajes

    Maniobra de instalaciones:

    Instalacin de aire acondicionado, calefaccin...

    Instalaciones de seguridad

    Sealizacin y control:

    Chequeo de programas

    Sealizacin del estado de procesos

    Ejemplos de Aplicaciones de Un PLC

    A) Maniobras de Mquinas

    Maquinaria industrial del mueble y la madera.

    Maquinaria en proceso de grava, arena y cemento.

    Maquinaria en la industria del plstico.

    Maquinas-herramientas complejas.

    Maquinaria de ensamblaje.

    Maquinas de transferencia.

    B) Maniobra de Instalaciones

    Instalaciones de aire acondicionado y calefaccin.

  • Instalaciones de seguridad.

    Instalaciones de almacenamiento y transporte.

    Instalaciones de plantas embotelladoras.

    Instalaciones en la industria automotriz

    Instalacin de tratamientos trmicos.

    Instalaciones de la industria azucarera.

    C) Automvil

    Cadenas de montaje, soldadura, cabinas de pintura, etc.

    Mquinas herramientas: Tornos, fresadoras, taladradoras, etc.

    D) Plantas qumicas y petroqumicas

    Control de procesos (dosificacin, mezcla, pesaje, etc.).

    Baos electrolticos, oleoductos, refinado, tratamiento de aguas residuales, etc.

    E) Metalurgia

    Control de hornos, laminado, fundicin, soldadura, forja, gras,

    F) Alimentacin

    Envasado, empaquetado, embotellado, almacenaje, llenado de botellas, etc.

    G) Papeleras y madereras

    Control de procesos, serradoras, produccin de conglomerados y de laminados,

    etc.

    H) Produccin de energa

    Centrales elctricas, turbinas, transporte de combustible, energa solar, etc.

  • I) Trfico

    Regulacin y control del trfico, ferrocarriles, etc.

    J) Domtica

    Iluminacin, temperatura ambiente, sistemas anti robo, etc.

    K) Fabricacin de Neumticos

    Control de calderas, sistemas de refrigeracin, prensas que vulcanizan los

    neumticos.

    Control de las mquinas para el armado de las cubiertas, extrusoras de goma.

    Control de las mquinas para mezclar goma.

    Las necesidades de la aplicacin pueden ser definidas solamente por

    un anlisis detallado del sistema completo. Esto significa que los exmenes

    detallados deben ser ejecutados en todas las facetas de la maquina u operacin

    del proceso. Una ltima consideracin importante en la aplicacin de un PLC es el

    futuro crecimiento del sistema. Los PLC estn diseados modularmente y por lo

    tanto con posibilidades de poder expandirse para satisfacer las necesidades de la

    industria. Es importante que a la aplicacin de un PLC se pueda considerar los

    beneficios de las futuras expansiones.

    APLICACIN TPICA DE UN PLC

  • PROGRAMACIN EN RS-LOGIX 500

    En este punto se dan las directrices bsicas para la utilizacin del RSLogix 500.

    Este programa permite crear los programas de control en lenguaje Ladder del

    autmata MicroLogix 1500.

  • Pantalla principal del RSLogix 500

    Descripcin General del Software

    RSLogix 500 es el software destinado a la creacin de los programas del autmata

    en lenguaje de esquema de contactos o tambin llamado lgica de escalera

    (Ladder). Incluye editor de Ladder y verificador de proyectos (creacin de una lista

    de errores) entre otras opciones. Este producto se ha desarrollado para funcionar

    en los sistemas operativos Windows.

  • Vista principal de RSLogix 500

    Barra de men: permite realizar diferentes funciones como recuperar o guardar

    programas, opciones de ayuda, etc. Es decir, las funciones elementales de

    cualquier software actual.

    Barra de iconos: engloba las funciones de uso ms repetido en el desarrollo de

    los programas.

    Barra de estado del procesador: Nos permite visualizar y modificar el modo

    de trabajo del procesador (online, offline, program, remote), cargar y/o descargar

    programas (upload/download program), as como visualizar el controlador utilizado

    (Ethernet drive en el caso actual).

    Los modos de trabajo ms usuales son:

    Offline: Consiste en realizar el programa sobre un ordenador, sin necesidad

    alguna de acceder al PLC para posteriormente una vez acabado y verificado

    el programa descargarlo en el procesador. Este hecho dota al programador

    de gran independencia a la hora de realizar el trabajo.

  • Online: La programacin se realiza directamente sobre la memoria del PLC,

    de manera que cualquier cambio que se realice sobre el programa afectar

    directamente al procesador, y con ello a la planta que controla.

    Este mtodo es de gran utilidad para el programador experto y

    el personal de mantenimiento ya que permite realizar modificaciones en

    tiempo real y sin necesidad de parar la produccin.

    rbol del proyecto: Contiene todos las carpetas y archivos generados en el

    proyecto, estos se organizan en carpetas. [1] Las ms interesantes para el tipo de

    prcticas que se realizar son:

    Controller properties: contiene las prestaciones del procesador que se est

    utilizando, las opciones de seguridad que se quieren establecer para el proyecto y

    las comunicaciones.

    Processor Status: se accede al archivo de estado del procesador

  • IO Configuration: Se podrn establecer y/o leer las tarjetas que conforman el

    sistema.

    Channel Configuration: Permite configurar los canales de comunicacin del

    procesador

    Contiene las distintas rutinas Ladder creadas para el proyecto.

    Da acceso a los datos de programa que se van a utilizar as como a las referencias

    cruzadas (cross references). Podemos configurar y consultar salidas (output),

    entradas (input), variables binarias (binary), temporizadores (timer), contadores

    (counter), ...

  • Si seleccionamos alguna de las opciones se despliegan dilogos similares al

    siguiente, en el que se pueden configurar diferentes parmetros segn el tipo de

    elemento.

    Panel de resultados: aparecen los errores de programacin que surgen al

    verificar la correccin del programa realizado (situados en la barra de iconos).

    Efectuando doble clic sobre el error, automticamente el cursor se situar sobre la

    ventana de programa Ladder en la posicin donde se ha producido tal error.

    Tambin es posible validar el archivo mediante Edit > Verfy File o el proyecto

    completo Edit > Verfy Project.

  • Barra de instrucciones: Esta barra le permitir, a travs de pestaas y botones,

    acceder de forma rpida a las instrucciones ms habituales del lenguaje Ladder.

    Presionando sobre cada instruccin, sta se introducir en el programa Ladder.

    Ventana del programa Ladder: Contiene todos los programas y subrutinas

    Ladder relacionados con el proyecto que se est r


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